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Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012)

23.10. - 26.10.2012, Berlin

Erythropoietin stimuliert weder die osteogene Differenzierung noch die Proliferationsrate von mesenchymalen Stamzellen

Meeting Abstract

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  • presenting/speaker Jan Rölfing - Aarhus Universitetshospital, Orthopaedic Research Laboratory, Aarhus, Denmark
  • Anette Baatrup - Aarhus Universitetshospital, Orthopaedic Research Laboratory, Aarhus, Denmark
  • Cody Bünger - Aarhus Universitetshospital, Orthopaedic Research Laboratory, Aarhus, Denmark

Deutscher Kongress für Orthopädie und Unfallchirurgie (DKOU 2012). Berlin, 23.-26.10.2012. Düsseldorf: German Medical Science GMS Publishing House; 2012. DocPO12-270

DOI: 10.3205/12dkou534, URN: urn:nbn:de:0183-12dkou5341

Veröffentlicht: 2. Oktober 2012

© 2012 Rölfing et al.
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Gliederung

Text

Fragestellung: Eryhtropoietin (EPO) ist ein hämatopoetischer Wachstumsfaktor. Als Therapeutikum wird rekombinantes humanes EPO zur Behandlung der Blutarmut bei Nierenversagen verwendet. Neue tierexperimentelle Forschungsergebnisse charakterisieren EPO als pleiotropes Zytokin mit sowohl zytoprotektiven, angiogenen, als auch osteogenen Eigenschaften [1], [2], [3], [4]<, [5]. Theoretisch kann die osteogene Wirkung sowohl primär, mit einem direkten Effekt auf Stamzellen, als auch sekundär, durch Stimulation der Angiogenese und verbesserte Zirkulation, erklärt werden.

In der vorliegenden Studie wurde die Hypothese um einen primären Wirkungsmechanismus untersucht: Erythropoietin stimuliert die Proliferation und die osteogene Differenzierung von humanen mesenchymalen Stamzellen (hMSC-TERT).

Methodik: Die Stamzellen (hMSC-TERT) wurden in einer 96 Brunnen Microplate kultiviert (4000/cm2). Nach 24 Stunden im Standardmedium wurden 0, 5, 10, 50 und 100 IE/ml EPO alpha oder EPO beta hinzugegeben. Nach drei und sechs Tagen wurde die osteogene Differenzierung anhand von Alkalische Phosphatase Assay und die Proliferationsrate mit MTT- und SYBR Green Assays ermittelt.

Die Ergebnisse wurden mit One Way ANOVA und Student's T-Test auf statistische Signifikanz (p<0,05) überprüft.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen: In dieser Studie hatte EPO weder positiven noch toxischen Einfluss auf die Zellvermehrung nach drei und sechs Tagen (p=0.75, p=0.54). Die osteogene Differenzierung von mesenchymalen Stamzellen wurde nicht beschleunigt oder stimuliert (p=0.25, p=0.44).

Diese Studie zeigt auf, dass EPO ein Wachstumsfaktor ist, dessen osteogenes Potenzial wahrscheinlich nicht auf eine primäre Wirkung auf Stammzellenebene zurückzuführen ist.

Andere Studien haben dahingegen einen osteogenen Effekt auf primäre humane Stammzellen, aber nicht auf Mäuse-Stammzellen nachweisen können [2], [4]

Ein sekundärer Wirkungsmechanismus durch verbesserte Angiogenese wurde in mehreren Studien als mögliche Erklärung angeführt [1], [3], [5],

EPO ist ein knochenstimulierender Wachstumsfaktor. EPO hat jedoch verschiedene Einflüsse auf unterschiedliche Zelllinien und ist von der adäquaten Dosierung zur rechten Zeit abhängig.


Literatur

1.
Rölfing. Erythropoietin augments bone formation in a rabbit posterolateral spinal fusion model. J Orthop Res. 2011.
2.
Kim. Erythropoietin mediated bone formation is regulated by mTOR signaling. J Cell Biochem. 2011.
3.
Holstein. Erythropoietin stimulates bone formation, cell proliferation, and angiogenesis in a femoral segmental defect model in mice. Bone. 2011.
4.
Shiozawa. Erythropoietin couples hematopoiesis with bone formation. PLoS ONE. 2010.
5.
Garcia. Low dose erythropoietin stimulates bone healing in mice. J Orthop Res. 2010.